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Autor Tema: Enlace 3 orbitales y 4 e-  (Leído 711 veces)

Davalillo

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Enlace 3 orbitales y 4 e-
« en: Enero 24, 2022, 03:34:18 pm »
Cuando el nitrógeno enlaza con su orbital lleno, por ejemplo con el oxígeno que tiene sus 2 orbitales semillenos ¿cómo lo hace?
Por ejemplo en el NO2, primero enlaza con un O con 2 e- desapareados y luego con el otro O con su orbital lleno, se juntan en este caso 3 orbitales y 4 e-.
Gracias.

jmcala

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Re:Enlace 3 orbitales y 4 e-
« Respuesta #1 en: Enero 25, 2022, 10:29:55 am »
Tanto el NO como el \( NO2 \) son excepciones a la estructura de Lewis y sus estructuras son híbridos o formas resonantes. Se debe a que tienes 24 electrones de valencia pero solo son 17 electrones de valencia, con lo que tendrás 7 electrones de enlace que dan tres pares de electrones de enlace y un electrón libre y otros 10 electrones de no enlace, que son cinco pares.

Colocas el nitrógeno como átomo central y un oxígeno a cada lado. Tres enlaces, uno doble y otro simple, entre el N y los O. Pones tres pares de electrones de no enlace sobre el O con enlace simple y otros dos pares de no enlace sobre el O del doble enlace. El electrón libre lo tienes que colocar sobre el N.
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Davalillo

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Re:Enlace 3 orbitales y 4 e-
« Respuesta #2 en: Enero 25, 2022, 01:50:31 pm »
Muchas gracias, pero no me refería a eso.
En muchos casos una átomo tiene que enlazar, con su orbital lleno, con otro átomo que no tiene orbitales vacíos, por ejemplo el oxígeno, y se juntan 3 orbitales y 4 e-.
El ejemplo que puse eran radicales pero hay otros que no.
Por ejemplo en el ozono O3, el O2 enlaza con otro O, y  no tiene el O2 más que orbitales llenos.
Siempre que el N enlaza con sus 5 e-, utiliza su orbital lleno para enlazar con otros elementos que no tienen orbitales vacíos, y se juntan 3 orbitales y 4 e-. ¿Cómo se realiza ese enlace?
El N tiene 4 orbitales sp3 y lo mismo el O, cuando enlazan uno de los orbitales del N sp3 lleno se junta con 2 orbitales sp3 semillenos del O, ¿cómo lo hacen?
Muchas gracias. Un saludo.

Por cierto este tipo de enlace no se denomina de 3 centros y 4 e-?
« Última modificación: Enero 25, 2022, 03:21:51 pm por Davalillo »

jmcala

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Re:Enlace 3 orbitales y 4 e-
« Respuesta #3 en: Enero 26, 2022, 05:24:57 am »
Creo que te refieres a la hibridación de orbitales. El oxígeno suele hibridar sus cuatro orbitales de la capa 2, es decir, el 2s y los tres orbitales 2p para formar 4 orbitales híbridos \( sp^3 \).

El caso del ozono no puedes analizarlo como lo estás haciendo. No se trata de que el \( O_2 \) agregue otro átomo de oxígeno sino que es una molécula distinta formada por los tres átomos de oxígeno que distribuyen de modo distinto los electrones de valencia.

En el caso del nitrógeno, sus cinco electrones de valencia se disponen en los cuatro orbitales híbridos \( sp^3 \), de manera que resulta un orbital lleno y otros tres semillenos.

Quizás te pueda ayudar a entender lo que te digo un vídeo que está en EjerciciosFyQ:

https://ejercicios-fyq.com/P-1753-Estructura-de-Lewis-geometria-molecular-y-polaridad-de-tres-moleculas
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Davalillo

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Re:Enlace 3 orbitales y 4 e-
« Respuesta #4 en: Enero 26, 2022, 11:27:08 am »
Muchísimas gracias JMCala. Te lo agradezco.
Yo creo que el problema está en que no sé formular bien la pregunta, lo intento de nuevo.

Cuando enlazan 2 átomos y utilizan para el enlace un orbital atómico cada uno, se forman 2 orbitales híbridos moleculares, a saber, enlazante y antienlazante, el primero de menor energía que se ubican los 2 e- y el segundo de mayor energía que se queda vacío.

Pero hay algún caso en que uno de los átomos, por ejemplo el N, utiliza un orbital atómico híbrido sp3 lleno; y si enlaza, por ejemplo, con el O que aporta al enlace 2 orbitales atómicos híbridos semillenos sp3, tenemos 3 orbitales atómicos y 4 e-; ¿cómo se enlaza?

He leído, en algún sitio, que se forman 3 orbitales moleculares híbridos,  a saber., enlazante, no enlazante y antienlazante; el 1º, de menor energía, con 2 e- que forman el enlace; el 2º, con otros 2 e-, de igual energía que los orbitales del O y pasa a formar parte de los orbitales no enlazantes del O y, por último, el antienlazante, de mayor energía que se queda vacío.

Pero esta explicación se refiere a moléculas hipervalentes y no sé si se puede aplicar al N o a otros casos similares.

Espero haberme explicado mejor. Llevo tiempo con este tema y no logro comprenderlo.
Os agradezco vuestras respuestas, un saludo y 😊 muchas gracias🙋‍♀️

jmcala

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Re:Enlace 3 orbitales y 4 e-
« Respuesta #5 en: Enero 27, 2022, 05:48:44 am »
Como ves, he movido tu pregunta al foro de química de bachillerato porque lo que preguntas no es de nivel de la ESO y ahí puede estar el error y por lo que no nos entendemos. Me estás hablando de diagramas de orbitales moleculares y eso sobrepasa, incluso, el nivel de bachillerato.

Creo que estás mezclando dos modelos de enlace distintos. Si hablas de orbitales híbridos no puedes considerar orbitales de enlace y de antienlace. Estarías dentro de la teoría del enlace de valencia y no se da esa situación sino que los átomos hibridan sus orbitales atómicos para conseguir un número de orbitales moleculares adecuados al número de enlaces simples que van a dar. En el enlace entre el N y el O, dices que el oxígeno no tiene orbitales libres pero no es cierto: el O tiene configuración electrónica externa \( 2s^2 2p^4 \) lo que implica que cuando hibrida esos cuatro orbitales atómicos resultan cuatro orbitales \( sp^3 \), tres de ellos tienen un par de electrones cada uno y el cuarto está vacío.

En este ejercicio puedes ver lo que te estoy comentando: https://ejercicios-fyq.com/Hibridacion-de-atomos-en-una-molecula-0001

Si el nitrógeno da lugar a tres enlaces, hibrida sus cuatro orbitales atómicos del último nivel y forma 4 orbitales \( sp^3 \), de los que tiene uno lleno, par de no enlace, y otros tres semillenos, que son los que darán lugar a los enlaces simples. En este otro ejercicio resuelto puedes ver cómo quedaría un esquema del modelo RPECV:

https://ejercicios-fyq.com/Enlace-covalente-Modelo-RPECV-0001

Creo que lo mejor será hacer un vídeo explicando esto cuando tenga tiempo. Dime si ahora he logrado acercarte más a lo que preguntas.
« Última modificación: Enero 27, 2022, 05:52:07 am por jmcala »
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Davalillo

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Re:Enlace 3 orbitales y 4 e-
« Respuesta #6 en: Enero 27, 2022, 03:36:53 pm »
Muchísimas gracias 🙂

Lo que desconocía era que el O podía tener un orbital vacío; como tiene valencia 2 pensaba que siempre tendría 2 orbitales semillenos.

Pero teniendo eso en cuenta puede enlazar con el orbital lleno del N, aportando el N los 2 e-, en un enlace covalente dativo.

Me imagino que dependiendo de en qué molécula esté el O, este ubicará sus e- para tener dos enlaces (2 orbitales semillenos) o un enlace (3 orbitales llenos y uno vacío).

Si es así la duda está aclarada.

Te agradezco todas tus explicaciones. Un saludo. 🙂😉
« Última modificación: Enero 27, 2022, 03:38:46 pm por Davalillo »